Inspección de puentes con infrarrojos

Abstract

Las infraestructuras necesitan una inspección y mantenimiento constante que eviten su deterioro y con ello, las grandes consecuencias que tendrían un posible colapso. En esta inspección cada vez son más recurrentes ensayos no destructivos. De esta forma no se interfiere en la estructura, así como en el propio servicio de la infraestructura. En este trabajo se pretende dar una visión de una de estas técnicas no destructivas para la inspección de puentes, el infrarrojo, aplicada a la termografía y el infrarrojo cercano. Se describe los principios de funcionamiento de esta técnica y se realiza un caso práctico para contrastar las ventajas de este método. Como conclusiones más importantes del estudio, se extrae que las metodologías empleadas en teledetección, realizando una clasificación de imágenes tomadas con distintos filtros de infrarrojos, producen buenos resultados en la detección de patologías en infraestructuras. Pero para ello es fundamental tratar primero las imágenes, ya que la clasificación es muy sensible a factores como las sombras. Por tanto, para obtener una buena clasificación se recurre a imágenes multiespectrales, realizándose una combinación de bandas de las imágenes obtenidas con los distintos filtros, que nos permita mitigar el efecto de las sombras, obteniéndose resultados satisfactorios, con un valor alto del índice kappa. Se ha visto dos tipos de combinación de bandas. Una primera mezclando las bandas NIR-G-B, obteniéndose imágenes en falso color o CIR, y una segunda, con imágenes de 12 bandas, 3 del visible, 3 del W+B 093, 3 del W+B 092 y 3 del W+B 099, en este orden, siendo la combinación que mejores resultados da la 4-7-12. Aunque ambos métodos dan buenos resultados, se ha optado por la segunda ya que sus clasificaciones son un poco mejor. Por último, se realiza un modelo 3D de la infraestructura que se ha estudiado en el caso práctico, donde se reflejan las patologías encontradas en la clasificación de imagen. Además, el desarrollo del modelo 3D nos permite crear una ortofoto de la infraestructura que nos posibilita la realización de mediciones.

Infrastructures need constant inspection and maintenance to prevent deterioration and therefore, the great consequences that would have a possible collapse. Nondestructive testing techniques increasingly used in the inspection tasks. In this way, the inspection does not interfere with the structure and the infrastructure service itself. This text provides an overview about infrared, a non-destructive application for bridge inspection, using thermography and near-infrared. Operating principles of this technique is described and a case study is performed to contrast the advantages of this methodology. The most important conclusions that can be drawn from the study is the methodologies used in remote sensing, applying the combination of near-infrared bands and image classification, make good results in detecting diseases in infrastructure. But to achieve good results it is essential to treat the pictures, considering that the classification is very sensitive to factors such as shadows. Therefore, to obtain a good classification, multispectral images are used, making a band combination of the images obtained with the different filters, allowing us to mitigate the effect of the shadows, obtaining satisfactory results, with a high value of the kappa index. Two types of band combinations have been seen. A first one mixing the NIR-G-B bands, obtaining images in false color or CIR, and a second one, with 12 band pictures, 3 of the visible, 3 of W + B 093, 3 of W + B 092 and 3 of W + B 099, in this order, choosing the band combination 4-7-12 in the case study because their results are a little better than the CIR color. Finally, a 3D model of the infrastructure that has been studied in the case study is built. This model shows the diseases found in the image classification. In addition, the development of the 3D model allows us to create an orthophoto of the infrastructure to carry out measurements.